有何不同？磁珠/微球在單細胞測序技術(shù)平臺應用解析！
單細胞測序技術(shù)主要過(guò)程包括：?jiǎn)渭毎麡颖緶蕚?、細胞富集，單細胞分離，建庫、測序五部分。
序章
單細胞測序技術(shù)，是指在單個(gè)細胞水平上對其攜帶的遺傳信息進(jìn)行測序，廣泛應用于新物種鑒定、病原篩查、神經(jīng)科學(xué)、腫瘤異質(zhì)性研究以及循環(huán)腫瘤細胞等方面。
單細胞測序主要包括單細胞基因組測序技術(shù)、單細胞轉錄組測序技術(shù)、單細胞表觀(guān)遺傳測序技術(shù)、單細胞蛋白質(zhì)組學(xué)測序技術(shù)、單細胞多組學(xué)聯(lián)合分析等方面。
單細胞測序技術(shù)主要過(guò)程包括：?jiǎn)渭毎麡颖緶蕚?、細胞富集，單細胞分離，建庫、測序五部分。
單細胞測序技術(shù)流程
磁珠/微球在單細胞測序中有哪些作用？
這得從現有的技術(shù)平臺原理解析開(kāi)始，下面以單細胞轉錄組測序技術(shù)為例。
目前，單細胞測序目前已進(jìn)入2.0時(shí)代，高通量單細胞捕獲有兩大策略，一種是微流控芯片技術(shù)，以10X Genomics、Drop-seq、inDrop為代表。另一種，微孔板（microwell）技術(shù)，以BD Rhapsody、Seq-Well為代表。
微流控芯片技術(shù)平臺:1個(gè)液滴=1個(gè)細胞+1個(gè)凝膠微球=1個(gè)RNA Seq
微流控芯片技術(shù)是將單個(gè)細胞和單個(gè)凝膠微球包裹在一個(gè)液滴內，細胞裂解釋放mRNA，通過(guò)逆轉錄產(chǎn)生用于測序的帶條形碼的cDNA；液體油層破壞后，cDNA后續進(jìn)行文庫構建，使用測序平臺對文庫進(jìn)行測序檢測，即可一次性獲得大量單細胞的基因表達數據，10min內自動(dòng)完成上萬(wàn)個(gè)細胞的捕獲，從而達到在單細胞水平進(jìn)行表達測序的目的。
適用范圍：
直徑40μm以下細胞（受儀器管道直徑限制）。
大規模細胞樣本，適用于分群、譜系等研究。
圖：10x Genomics平臺利用微流控技術(shù)，將帶有Cell Barcode的凝膠微珠和單個(gè)細胞包裹在同一個(gè)“油包水”液滴中。（圖片來(lái)源10x Genomics官網(wǎng)）
圖：Barcode序列作用是區分不同的細胞，UMI是用來(lái)區分不同轉錄本的PCR產(chǎn)物，最后一段為poly dT反轉錄引物。（圖片來(lái)源10x Genomics官網(wǎng)）
微孔板技術(shù)平臺:1個(gè)微孔=1個(gè)細胞+1個(gè)磁珠=1個(gè)RNA Seq
微孔板技術(shù)是將單個(gè)細胞和單個(gè)磁珠沉降到1個(gè)微孔內，磁珠上的序列結構與 10X Genomics 相似，可以捕獲到游離mRNA的poly A尾。
適用范圍：
直徑<20μm的細胞（受磁珠結合效率限制）。
大規模細胞樣本，適用于分群、譜系等研究。
圖：BD Rhapsody是利用鋪滿(mǎn)20萬(wàn)個(gè)直徑50 μm微孔的微孔板和攜帶細胞標簽的直徑35 μm磁性beads捕獲細胞。將制備好的單細胞懸液鋪至微孔板上，細胞靠自身重力沉降至微孔底部。加入細胞裂解液，細胞釋放出的mRNA可以被poly dT的beads在微孔中捕獲。（圖片來(lái)源BD官網(wǎng)）
Univ = Universal sequence, CL = Cell label, UMI = Unique Molecular Index
圖：利用磁鐵回收beads到單管中進(jìn)行后續逆轉錄、建庫等操作。（圖片來(lái)源BD官網(wǎng)）
在兩個(gè)技術(shù)平臺中，微球/磁珠都作為mRNA的捕獲載體，是單細胞測序過(guò)程中不可獲取的一個(gè)原料。相比普通微球而言，磁珠能夠通過(guò)磁鐵簡(jiǎn)單快速的從體系中去除，在樣本處理過(guò)程中具有更明顯的優(yōu)勢，受到越來(lái)越多科學(xué)家和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)著(zhù)的青睞。
兩個(gè)技術(shù)平臺對磁珠/微球的需求
微流控芯片技術(shù) | 微孔板技術(shù)平臺 | |
產(chǎn)品特性 | l 凝膠微球 l 柔性材質(zhì) l 粒徑較大，50μm左右 l 單分散 l 微球可降解，以釋放primers l 對PCR無(wú)抑制 | l 磁性微球 l 剛性材質(zhì) l 粒徑偏小，20-35μm左右 l 單分散 l 磁珠無(wú)需降解，在磁珠表面進(jìn)行反轉錄，通過(guò)酶切將磁珠和cDNA分離 l 對PCR無(wú)抑制 |
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BeaverBeads? 20μm磁珠在顯微鏡下成像。
